具有80DB对数压缩特性的宽带放大器电路及工作原理

电路的功能

应用晶体管IO与VBE的对数转换特性的电路只能处理单极信号，至于频率响应，因为在OP放大器的反馈电路中加了对数元件，所以不能在高频下工作，本电路是对交流对数放大电路，采用了无反馈的双回路对数放大器TL441，可以获得80DB的对数压缩特性，频率响应可达数兆赫。每十进们可获得0.1V的输出，能够把-80DB~+10DB这样大范围的电平压缩成0~0.5V。因此，通信、测量仪表的IF放大级以及大范围电平显示器等可采用本电路。

电路工作原理

TL441有四级放大电路，每级差动放大30DB，总计可放大120DB。从实用上看，大约压缩80DB比较好。对数压缩原理：因为应用了差动放大器的输入特性，一级不可能获得线性，所以共用了8级，每级平均压缩15DB。如果处理的信号电平范围很大，从微弱电平到+10DBM，则在B输入端加前置放大器。信号电平低时，宽带OP放大器A1及A2工作，按B2、B1、A1、A2的顺序依次使TL441达到饱和能很好的适应80DB的范围信号。虽然A2输入端只串联了R5，但由于TL441的输入电阻为500欧，所以输入分压比为1/31，由这一级放大最高输入电平。

OP放大器A1和A2的增益必须恰好为30DB，反馈电阻R2为3K（R2=R1（A-1）=3.06K），如果希望把压缩精度提高，R2可用2.7K固定电阻+500欧可变电阻组成。

TL441的输出包括Y和Y（反相）、Z和Z（反相），可分别进行合成，即（Y+Z）+（Y（反相）+Z（反相）），然后再由差动放大器A3进行加法运算。此外，输出端总有与+VCC接近的同相电压输出，所以必须加差动输入电平移位电路。

元件的选用

OP放大器A1、A2选用LM6361，这种器件在正负5V电源工作，其特性变化很小，按说这一级应具备限压功能，但本电路采用的是电源电压饱和输出。当放大低频信号时，A1、A2可根据用途普通OP放大器。

调整

本电路当输入为正弦波时，输出波形成为正、负饱和的波形，电路仍属正常工作。这进可用输出电平计指示有效值，把输入电平降到60DB左右，并调整VR，直到波形上下对称为止。VR2的调整比较严格，应边改变输入电平，边调节VR2。用VR3调整输出的DC置信。图A表示F=10KHZ时本电路的对数压缩特性。